近几年来，我国多少地方污水处理准排放标准相继从一级B标提升至一级A，甚至更高。
众所皆知，总氮含量作为污水排放标准中重要的指标之一，如果要对其达到较高的去除标准，就需要在污水处理过程中添加碳源。绝大多数污水厂通过硝化—反硝化来实现氮达标。先将氨氮氧化成硝酸盐氮，再将硝酸盐氮还原成氮气。 而这些污水处理厂正面临着必须投加碳源以及碳源成本高的现实。碳源背后的那本经济账，有必要拿出来同大家一起“算算账”。
一、碳源投加成本与投加量
投加成本是碳源的当量COD价格+投加量的综合算法，需要理论计算加实际运行的投加量确定。
碳源吨水运行成本=C×P/Q
式中：
C——碳源投加量，t/d；
P——碳源药品价格，RMB/t；
Q——进水量，m3/d；
1、碳源的COD当量值
可能有小伙伴会问COD当量是什么？其实目前对碳源的COD当量并没有官方定义，小编仅以实际使用习惯做一个总结性定义。碳源的COD当量可以理解为单位体积或单位质量的碳源全部被氧化后，需要的氧的毫克数，单位mg/L、mg/g或kg/kg。
目前污水厂常用的碳源分别为：甲醇、乙酸钠、乙酸、以葡萄糖为代表的糖类物质（面粉、蔗糖、葡萄糖）等。
它们所对应的COD当量如下表所示：
2、碳源投加量计算
进水有机物消耗的氮量的计算公式：Ns=Kde×S0＋0.05×（S0-Se）
式中：
Ns——进水有机物消耗的氮浓度，mg/L；
Kde——反硝化速率，根据VD/V查表确定；
S0——进水中BOD5浓度，mg/L；
Se——出水中BOD5浓度，mg/L；
需要外加碳源反硝化去除的氮量的计算公式：N=Nt0-Ns-Nte
式中：
N——需要外加碳源反硝化去除的氮量，mg/L；
Nt0——进水中总氮的浓度，mg/L；
Nte——出水中总氮的浓度，mg/L；
碳源投加量的计算公式为：C=5×N×Q×COD 。当量值值得一提的是，各类碳源单价价格变动大，计算时以实际采购为准。
总结：
甲醇——是最具性价比的碳源，但当冬天来临采暖用甲醇时，甲醇的单价也可能上升；
乙酸——价格市场变化大，高价时做碳源价格昂贵，将乙酸应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能；
乙酸钠——单价价格贵，也是目前污水处理厂碳源投加成本高的主要原因；
葡萄糖——工业葡萄糖含杂质多，食品葡萄糖价格贵。
二、投加碳源的后续处置困难
投加碳源目的是为了脱氮，但考虑脱氮效果的同时，也要兼顾污水处理厂的运行稳定，避免处理费用增加。
1、污泥产量
首先，投加碳源必会增加污泥的产量，而污泥处理成本很高。常用的碳源中乙酸、乙酸钠价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。
以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源使得脱氮效果良好，可是，糖类作为多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀。
2、出水COD值、亚硝基氮累积
其次，部分碳源的投加也会影响出水COD值和亚硝基氮累积。以糖类作为碳源，会增加出水中COD的值，影响出水水质。同时，与醇类碳源相比，更容易产生亚硝态氮积累的现象。甲醇作为外碳源虽然具有运行费用低、污泥产量小的优势，但在甲醇碳源不足时，存在亚硝酸盐积累的现象。并且如果投加量控制不好，或者系统来水变化波动太大，容易造成生化系统中毒，好氧区域丝状菌膨胀。
三、碳源的运输、储存等
1、甲醇
甲醇易燃，为甲类危化品，使用和储存均有严格要求。使用甲醇必须取得危险品使用许可证，并配有相关防爆设备，因此固定资产投资大，后期运维成本高。同时，使用甲醇的企业挥发性有机化合物很难达标，受政府部门监管成本高。更重要的是，企业要想储存甲醇需报当地公安部门备案审批，手续繁琐，储存量超过一定数值，属于重大危险源。
2、乙酸
乙酸为乙类危化品，也是挥发性酸，是大气污染挥发性有机化合物的重要组成部分，环保部门监管多，储存条件要求高。多数污水处理厂远离乙酸厂，运输费用高。
3、乙酸钠
乙酸钠多为20%、25%、30%的液体，人工配置药剂工作量大。同时，由于当量COD低，运输费用高，不能远距离运输。
4、糖类
糖类外加碳源，需要现场配置成溶液，劳动强度大，劳动成本高。
5、生物质碳源
随着污水脱氮要求的提高，新兴起专业生产碳源的企业，他们通过生物工程原理，对一些糖类、农产品废料等进行发酵，生产无毒无害的生物制品，主要组分是小分子有机酸、醇类、糖类。其较单一的化学品更容易被微生物利用，其使用成本比单一化学品便宜，具备极高的性价比。
弊端：产品的稳定性待提高，使用前需对每批次产品当量COD进行检测。
6、污泥水解上清液
生物转化挥发酸VFA 来源于污泥水解的上清液，由于水解所产生的 VFA 拥有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水厂内部提供，在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题，所以它是目前比较有优势的碳源。
对于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的结论有很多，但总体认为它作为反硝化脱氮系统的碳源是一种很有价值的方法。可是，对于不同的污泥，不同的水解条件，所产生的VFA 的组分有较大的差别，而由于组分不同，又能引起反硝化速率的不同（这也是为何很多研究不一致的原因），所以，如何将污泥水解的产物VFA统一化研究应用，还是一个比较大的难题。
除此以外，若直接将水解污泥作为外碳源，还要考虑到污泥水解过程中氮磷的释放问题，这部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中，势必会增加污水处理厂的氮磷负荷，如何解决这个问题，是利用污泥水解液的另一大难题。
PS：
目前，很多大佬正在研究或者已研制出了具有高脱氮负荷与低运行成本特征的非依赖碳源型深度脱氮技术。对此表示由衷的敬佩，希望这些新技术能够尽快落实，带领相关企业更好地去解决碳源“投不起”、“离不开”等卡脖子难题，彻底摆脱碳源依赖！但有一说一，在能用好用的新脱氮技术出现之前，科学合理的选择碳源，依然是有效的降低污水处理厂的运行成本和维护污水处理厂的稳定运行的不二之选。
